В качестве естественного заземлителя будет использована металлическая технологическая конструкция, частично погруженная в землю; ее расчетное сопротивление растеканию принято равным Rе с учетом сезонных изменений.
Заземляющее устройство предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной lв = 5 м, диаметром d = 12 мм, верхние концы которых соединяются с помощью горизонтального электрода - стальной полосы длиной Lг = 50 м, сечением 4 х 40 мм, уложенной в землю на глубине t0 = 0,8 м.
|
№ вар. |
U, кВ |
Размеры контура заземлителя, м |
Re, Ом |
lкл, км |
lвл, км |
lв, м |
Lг, м |
t0, м |
Ом м |
Ом м |
||
|
длина |
ширина |
|||||||||||
|
8 |
10 |
20 |
15 |
23 |
110 |
105 |
5 |
70 |
0,8 |
120 |
176 |
Решение:
Проводим расчет заземляющего устройства в однородной земле методом коэффициентов использования по допустимому сопротивлению заземлителя растеканию тока.
Расчетные удельные сопротивления грунта, полученные в результате измерений и расчета, равны:
- для вертикального электрода длиной 5 м рв = 120 Ом•м;
- для горизонтального электрода сечением 4х40 мм рг = 176 Ом•м.
Ток замыкания на землю неизвестен (сеть работает в нормальном режиме), поэтому определяем ток утечки с подходящей линии. По известной протяженности подходящих линий 10 кВ - кабельных lкл = 110 км, воздушных lвл = 105 км определяем расчетный ток утечки на землю:
I3=U/350(35*lкл+lвл)=6/150(35*110+105)= 67,6 А
где U - напряжение подходящих линий, кВ; lкл, lвл - протяженность подходящих кабельных и воздушных линий соответственно, км.
Требуемое сопротивление растеканию заземляющего устройства, которое принимаем общим для установок 10 и 0,4 кВ (приложение А, таблица А1):
R3=125/I3 =125/67,6 = 1,85 Ом
где Iз - расчетный ток утечки на землю, А.
Требуемое сопротивление искусственного заземлителя:
15*1,85/15-1,85 = 2,1 Ом
где Rз - требуемое сопротивление растеканию тока искусственного заземлителя, Ом; Rе - расчетное сопротивление растеканию тока естественного заземлителя, Ом.
Тип заземлителя выбираем контурный, размещенный по периметру прямоугольника длиной 20м и шириной 15м вокруг здания подстанции. Вертикальные электроды размещаем на расстоянии а = 5 м один от другого.
Из предварительной схемы следует, что в принятом нами заземлителе суммарная длина горизонтального электрода Lг = 70м, а количество вертикальных электродов n = Lг /а = 70/5 = 14 шт.
Уточняем параметры заземлителя путем проверочного расчета.
Определяем расчетное сопротивление растеканию вертикального электрода:
где d - диаметр электрода d = 12 мм = 0,012 м, t - глубина заложения электрода t = t0+0,5*lв=0,8+0,5*5=3,3 м.
Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтального электрода:
(176/2*3,14*70)*ln(702/0,5*0,4*0,8)= 5 Ом
где В - ширина полки уголка, В = 40 мм = 0,04 м, t - глубина заложения электрода, t = t0 = 0,8 м.
Определяем коэффициенты использования электродов заземлителя для принятого нами контурного заземлителя при отношении а/lв= 5/5=1 и n=10 шт. по таблице А.3 приложения А: = 0,56 - коэффициент использования вертикальных электродов, = 0,34 - коэффициент использования горизонтального электрода.
Находим сопротивление растеканию принятого нами группового заземлителя:
27,2*5/(27,2*0,34)+(5*0,56*10) = 3,65 Ом
Это сопротивление R = 3,65 Ом больше, чем требуемое Rи = 3,6 Ом, поэтому принимаем решение увеличить в контуре заземлителя количество вертикальных электродов до n = 13 шт.
Затем для прежнего отношения а/lв = 1 и вновь принятого количества вертикальных электродов n = 13 шт. по таблице А.3 приложения А находим новые значения коэффициентов использования электродов заземлителя: вертикальных = 0,53 и горизонтального = 0,32.
Находим новое значение сопротивления растеканию тока группового заземлителя:
27,2*5/ (27,2*0,32)+(5*13*0,53) = 3,15 Ом
Это сопротивление R = 3,15 Ом меньше требуемого Rи = 3,6 Ом, но так как разница между ними невелика Rи - R = 0,45 Ом и она повышает условия безопасности, принимаем этот результат как окончательный.
а) предварительная (n = 10 шт., а = 5 м, LГ = 50 м);
б) окончательная (n = 13 шт., а = 5 м, LГ = 70 м)
Рисунок 1 Схемы контурных искусственных заземлителей подстанции
защита ток пожарный сигнализация
Итак, окончательная схема контурного группового заземлителя состоит из 13 вертикальных стержневых электродов длиной 5 м, диаметром 12 мм, с расстоянием между ними равным 5 м, и горизонтального электрода в виде стальной полосы длиной 70 м, сечением 4 х 40 мм, заглубленных в землю на 0,8 м (рисунок 1б).
Задача 2. Расчет пылестружкоотсасывающего устройства
Исходные данные. Обрабатываемый материал - чугун; количество пыли, отделяющейся от обрабатываемого изделия, - GC, кг/ч (машинного времени).
Рассчитать объём воздуха LВ, необходимого для транспортирования стружки в указанном устройстве, площадь и размеры воздухозаборника.
|
Варианты |
8 |
|
|
Количество стружки, Gс, кг/ч |
60 |
|
|
Размеры воздухозаборника, мм |
70х 70 |
Решение: Для безопасной работы заточного станка с количеством стружки Gс, =20 кг/ч определить объём воздуха LВ, необходимого для транспортирования металлической пыли.
1) Определить транспортную скорость перемещения смеси воздуха и пыли:
Vтр 2,5 * 8 = 20 (м/сек).
2) Определить площадь воздухоприемника S:
S = АхВ = 0,07*0,07=0,0049 (м2).
3) Определить количество воздуха, необходимого для непрерывного удаления пыли:
Lв= Vтр х S *3600 = 20*0,0049*3600 = 353 (м3 /час).
4) Составить эскиз и описать работу воздухозаборника.
При запуске вентилятора в воздуховодах образуется вакуум, за счет которого всасывается воздух вместе с пылью и мелким мусором. Воздух перемещается по каналам, пропускается сквозь рабочее колесо вентилятора, после чего поступает в резервуар. Так как объем резервуара намного больше, чем каналов, то энергия воздушного потока ослабевает и частицы падают на дно емкости под воздействием силы тяжести. Бункер постепенно наполняется, после чего требуется его очистка и утилизация мусора.
Используя вытяжные установки, можно не монтировать стандартную вытяжную вентиляционную систему. Стружкоотсос способен удалять частицы пыли и грязи диаметром от 2 мкм, исходя из того, какие фильтры установлены.
Вытяжка для точильного станка, обладающего высокими оборотами и использующегося для заточки ножей, топоров и другого инструмента. Металлическая пыль крайне опасна для здоровья, поэтому должна быть устранена максимально быстро. В качестве вытяжки для заточного станка обычно используют устройства на базе циклон, позволяющие выводить мусор за пределы помещения.
Вытяжка для шлифовального станка. В цехах и мастерских со шлифовальными станками механическая вытяжная вентиляция должна включать в себя также предварительную стадию очистки от пыли (взвешенных веществ), образующейся при шлифовании.
Очищение воздуха в производственном цеху -- обязательная мера, позволяющая сохранить здоровье и хорошее самочувствие сотрудников, а также поддерживать порядок на рабочем месте. Есть определенные санитарные нормы для каждой специфики производства, указывающие, каким должен быть воздух. Исходя из этого выбирается вытяжка для станка и другие элементы вентиляции.
Список литературы
1. Гринин, А.С. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие /А.С. Гринин, В.Н. Новиков. М.: ФАИР- ПРЕСС, 2002. 288 с.
2. Безопасность и охрана труда: учебное пособие / под ред. О.Н. Русака. СПб.: ЛТА, МАНЭБ, 2001. 279с.
3. Кукин, П.П. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда. Изд. второе, испр. и доп. / Кукин П.П. [и др.] М.: Высшая школа, 2002. 319 с.
4. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред. проф. Э.А. Арустамова. 16-е изд., перераб. и доп. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2012. 448 с.
5. Горбунова, Л.Н. Безопасность жизнедеятельности: Словарь - справочник / Л.Н. Горбунова, А.А. Калинин, В.Я. Кондрасенко [и др.] / под общ. ред. О.Н. Русака - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. 799 с.
6. Белов, СВ. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / СВ. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков [и др.] ; под общ. ред. С. В. Белова. М.: Высшая школа, 1999. 448 с.
7. Белов, С.В. Безопасность производственных процессов: справочник / С.В. Белов, В.Н Бринза, Б.С. Векшин [и др.] ; под общ. ред. С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1985. 448 с.
8. ГОСТ 12.2.003-91. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2007. 10 с.
9. ГОСТ 12.2.009-99. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности. Минск: Стандартинформ, 2006. 36 с.
Приложение А
Таблица А.1
Допустимые сопротивления заземляющего устройства в электроустановках до и выше 1000 В
|
Наибольшие допустимые значения R3, Ом |
Характеристика электроустановок |
|
|
R3 |
Для электроустановок напряжением выше 1000 В и расчетным током замыкания на землю I3 > 500 А |
|
|
R3=250/ I3 ?10 |
Для электроустановок напряжением выше 1000 В и расчетным током замыкания на землю I3 < 500 А |
|
|
R3=125/ I3 ?10 |
При условии, что заземляющее устройство является общим для электроустановок напряжением до и выше 1000 В и расчетном токе замыкания на землю I3 < 500 А |
|
|
R3 |
В электроустановках напряжением 660/380 В |
|
|
R3 |
В электроустановках напряжением 380/220 В |
|
|
R3 |
В электроустановках напряжением 220/127 В |
Примечание: Для электроустановок напряжением до 1000 В значения R3 даны при условии, что удельное сопротивление грунта р < 100 Ом•м. При удельном сопротивлении фунта р > 100 Ом•м разрешается увеличивать указанные величины в К =- р / 100, но не более чем в 10 раз.
Таблица А.3
Коэффициенты использования электродов заземлителя
|
а/l |
Коэффициенты использования вертикальных электродов , размещенных по контуру, при числе электродов в контуре: |
||||||||
|
2 |
4 |
6 |
10 |
20 |
40 |
60 |
100 |
||
|
1 |
- |
0,69 |
0,61 |
0,56 |
0,47 |
0,41 |
0,39 |
0,36 |
|
|
2 |
- |
0,78 |
0,73 |
0,68 |
0,63 |
0,58 |
0,55 |
0,52 |
|
|
3 |
- |
0,85 |
0,80 |
0,76 |
0,71 |
0,66 |
0,64 |
0,62 |
|
|
а/l |
Коэффициенты использования горизонтального электрода , соединяющего вертикальные электроды, размещенные по контуру, при числе вертикальных электродов в контуре: |
||||||||
|
2 |
4 |
6 |
10 |
20 |
40 |
60 |
100 |
||
|
1 |
- |
0,450 |
0,40 |
0,34 |
0,27 |
0,22 |
0,20 |
0,19 |
|
|
2 |
- |
0,55 |
0,48 |
0,40 |
0,32 |
0,29 |
0,27 |
0,23 |
|
|
3 |
- |
0,70 |
0,64 |
0,56 |
0,45 |
0,39 |
0,36 |
0,33 |
Примечания: 1) а/l - отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине,
2) коэффициенты использования электродов заземлителя получили ещё название коэффициентов взаимного экранирования.